DOI:10.13436/j.mkjx.2010.07.082 第 31 2010 卷第 年 07 07 期 月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol.31 No.07 Jul. 2010 凸轮机构轮廓曲线在 Matlab 中的实现 郭 飞 ， 杨绿云 郑州 ， 华北水利水电学院 （ 450011） 语言绘制凸轮机构的轮廓曲线 摘 要 运动学方程 凸轮机构的轮廓曲线较作图法精确 介绍了如何运用 ： 采用 Matlab , Matlab 凸轮 关键词 中图分类号 ： 运动学 ； ； ： TP39； TH132.47 轮廓曲线 ； 文献标志码 ， 矢量法 语言对其进行编程 得到凸轮机构的轮廓曲线 ， 避免了手工求解的麻烦 具有极高的实用价值 ， 。 。 根据矢量法建立凸轮机构的 得到 该方法求解效率高 。 ， ： A 文章编号 ： 1003 － 0794（2010）07 － 0221 － 02 Cam Profile Curve in Realization of Matlab GUO Fei, YANG Lv-yun (North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power, Zhengzhou 450011,China) Abstract: Introduces how to use the Matlab language to draw the profile of cam curve. According to vector method, establish kinematics equations of a cam mechanism，using Matlab programming language, get the cam profile curve. It is high in efficiency using the method, and are more accurate than the mapping method to get the cam profile curve , avoiding the trouble of manual solution with high practical value. Key words: cam; kinematics; vector method; prafile carve 0 前言 凸轮机构应用广泛 。 ， 。 ， ， 机构简单紧凑 而且响应快速 其设计方法有图解法 其最大优点是只要适当 。 就可以使推杆实现各种 地设计出凸轮的轮廓曲线 凸 预期的运动规律 轮轮廓曲线 的设计所依 据的基本原 理是反 转 法 原 由于图解法难以 理 满足对凸轮机构精度的要求 用 解析法设计 凸轮轮廓 曲线时需对 该机构进 行 运 动 分 析 进 行 数 值 求 编程语言绘制凸轮机构的轮廓 解 。 曲线 具有良好的 应用前景 该方法较手工计算效率高 列 矢 量 方 程 表 达 式 现多采用解析法 ， 本文采用 建 立 方 程 解析法 Matlab 精确 、 。 ， ， ， ， 、 ， 。 。 1 。 已知基圆半径 对凸轮机构建立矢量方程 设计一对心 直动滚子推 杆 盘 形 凸 轮 机 构 凸 轮 滚 r0=50 mm, 当凸轮转过时 ， 凸轮继续 推杆按 凸轮转过一周的 的理论廓线和工作廓线 子半径 推杆按正弦加速度运动规律上升 转过时 五次多项式运动规律下降 其余角度时 15 mm； 凸轮再继续转过时 凸轮逆时针转动 推杆又静止不动 推杆静止不动 rr=10 mm。 15 mm； ， ， ； ， ， 。 凸轮理论廓线的坐标方程为 （1） x=（r0＋s）sin u，y=（r0＋s）cos u 式中 u——— 凸轮的转角 推杆的位移 s——— 推程阶段 ，（°）； ，mm。 远休止阶段 回程阶段 s=15，u2=[0，π/2] s=270hu3/π3-1 215hu3/π4+1 458hu3/π5 3 5 4 近休止阶段 u3=[0，π/3] s=0，u4=[0，2π/3] 凸轮工作廓线的坐标方程为 （2） x′=x-rr（-dy/du）/ 姨 （dx/du）2+（dy/du）2 y′=y-rr（-dx/du）/ 令 姨 （dx/du）2+（dy/du）2 根据矢量方程运用 t=dx/du，d=dy/du， 语言编程 。 2 Matlab 程序如下 （2） Matlab r0=50；rr=10；h=15 u1=0:pi/36:pi/2; for i=1:19 s(i)=h*((2*u1(i)/pi)-(sin(4*u1(i)))/(2*pi)); t(i)=(2*h/pi)*(1-cos(4*u1(i)))*sin(u1(i))+(r0+s(i)) *cos(u1(i)); d(i)=(2*h/pi)*(1-cos(4*u1(i)))*cos(u1(i))-(r0+s(i)) *sin(u1(i)); （1） x(i)=(r0+s(i))*sin(u1(i)); y(i)=(r0+s(i))*cos(u1(i)); x′(i)=x(i)-rr*(-1*d(i)/sqrt(t(i)*t(i)+d(i)*d(i))); y′(i)=y(i)-rr*(t(i)/sqrt(t(i)*t(i)+d(i)*d(i))); s=h[（2u1/π）-sin（4u1/2π）]，u1=[0，π/2] end 221 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

第 31 2010 卷第 年 07 07 期 月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol.31 No.07 Jul. 2010 基于 Pro/E 和 ADAMS 的变速器联合仿真实现 柴保明 高学攀 谷兴海 高维金 ， ， 河北工程大学 机电学院 河北 邯郸 （ ， ， 的认识 ， 主要对其三维造型和虚拟装配设计等功能在车 056038） 设计中的应用作了分析和研究 指出了应用 ， 环境中实现了变速器从装配体到机械系统的转变 Pro/E 进行机械设计的基本过 基于虚拟样机技术在 为汽车变速器的设计和开发提供了依据 。 。 摘 要 基于对三维设计软件 ： 用手动变速器的开发 程 并在 、 Mechanism/Pro 中实现了变速器的运动仿真 ， ADAMS Pro/E 变速器 关键词 中图分类号 ： ， ； Pro/E； ADAMS； 运动仿真 ： TK124； TP39 文献标志码 文章编号 ： A ： 1003 － 0794（2010）07 － 0222 － 04 Co-simulation of Transmission Based on Pro/E and ADAMS CHAI Bao-ming， GAO Xue-pan， GU Xing-hai， GAO Wei-jin （College of Mechanical and Electrical， Hebei Institute of Engineering， Handan 056038， China） Abstract: Based on the aknowedge of the 3D design software Pro/E, mainly makes a brief analysis and research for features of 3D modeling and virtual assembly design in vehicle manual transmission, points out the basical process of the application of Pro/E for mechanical design, and realises the transformation of transmission from assembly to mechanical system in Mechanism/Pro. Realising the motion simulation of transmission in ADAMS based on virtual prototyping, which provides a basis for the design and development of vehicle transmission. Key words: transmission ; Pro/E; ADAMS; motion simulation !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 图 u2=0:pi/36:pi/2; for i=20:37 ………….. end u3=0:pi/36:pi/3; for i=38:49 …………... end u4=0:pi/36:2*pi/3; for i=50:73 …………… end plot(x,y,‘k:’,x‘,y’,‘k-’). 凸轮轮廓曲线 通过上面的程序得到凸轮轮廓曲线 见图 作廓线是所要求得的实际和滚子接触的廓线 ， 3 。 工 1。 2。 图 位移与转角的关系曲线 2 4 本文已知推杆的运动规律 求凸轮的轮廓 若已知凸轮的轮廓曲线求推杆的运动 语言 已 图 同样可以采用这种方法 曲线 规律 ， 渗透到机构的设计和分析过程中 可见 1）， 图 2） （ （ ， Matlab 应用广泛 。 ， 结语 本文运用矢 量法建立 了 凸 轮 机 构 的 运 动 学 方 求得凸轮机构 的轮 使用 Matlab 该方法与传统的图解法相比既避免了复杂 语言对其编程 ， ， 程 廓曲线 的数学计算又保证了求解精度 参考文献 。 其优越性显而易见 ， 。 孙 恒 ， ［1］ 葛 文 杰 . ， 机 械 原 理 ［M］. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社 , ： 陈 作 模 图 1. 凸轮轮廓曲线 工作廓线 1 理论廓线 2. 通过这个程序可以画出推杆的运动规律线 2006. 刘卫国 等教育出版社 陈昭平 ， ［2］ ,2006. 张颖 ， . MATALAB 程序设计与应用 ［M］. 北京 高 : 作者简介 女 （1977- ）， 要从事机械设计与制造技术研究 郭飞 ： 黑龙江齐齐哈尔人 ， 电子信箱 讲师 硕士 主 ， ， ， ， ：feiguo_2010@yahoo.cn. 于淑清 收稿日期 ：2010－02－24 见 ， 222 责任编辑 ： 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net